本发明专利技术提供一种使用电子处理和改善目标对象的装置和方法，通过该装置和方法，即使在具有相对宽的表面区域需要处理的时候，也能够在与大气压力基本相等的压力下使用电子均匀且有效地处理和改善目标对象。该方法使用具有根据隧道效应从平面电子发射部分中发射出电子的能力的冷阴极电子发射器，并且优选包括一对电极以及一个包含布置于所述电极之间的纳米晶硅的强场漂移层。通过在所述电极之间施加电压来使目标对象暴露于从该平面电子发射部分中所发射的电子中。优选的是，所发射出的电子的能量从１ｅＶ到５０ｋｅＶ、优选１ｅＶ到１００ｅＶ的范围中选择。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及使用电子处理和改善目标对象的方法和装置。
技术介绍
过去，使用电子辐射来对目标对象(object)进行表面处理和改善(surfacemodify)、消毒或清理。例如，日本专利早期公报[kokai]No.2002-6094公开了一种电子辐射装置，其能够用来形成交联桥结构或者净化废气。该装置设置有具有热丝的电子枪、用来将电流提供给热丝以产生电子的高压电源、用来加速所产生的电子以获得电子束的加速电极、以及用来偏转电子束的电磁铁。然而，由于热丝是具有点状或者线状电子发射部分的电子源，所以需要扫描电子束来处理和改善目标对象相对宽的表面区域。这导致处理效率的降低，且导致装置结构变得复杂。此外，由于在高真空度下加热该热丝以产生电子，因此需要例如减压室和真空泵的真空设备。结果出现了一个问题，即尽管该装置的成本增加了，但是该装置的应用区域较窄。另一方面，日本专利早期公报No.3-29662公开了一种通过5至10MeV高能电子束辐射来对动物饲料进行消毒的方法。此外，日本专利早期公报No.2000-69908公开了一种通过200keV至300keV电子束辐射来对绿茶粉进行消毒的方法。在这些方法中，由于需要昂贵的电子加速器来获得高能电子束，因此装置成本的大幅增加便成为一个问题。此外，每次将这种高能电子束辐射到目标对象较宽的表面区域是有困难的。
技术实现思路
鉴于上述问题，本专利技术的一个目的是提供一种即使当目标对象具有相对宽的表面区域需要处理和改善的时候，也能使用电子来有效且均匀地处理和改善目标对象的方法。也就是说，本专利技术的方法包括步骤提供冷阴极电子发射器，该冷阴极电子发射器具有根据隧道效应从平面电子发射部分中发射电子的能力；将电压施加到该发射器以从该平面电子发射部分中发射电子；以及将该目标对象暴露在所发射出的电子中。作为冷阴极电子发射器，尤其优选使用弹道电子表面发射装置(BSD)，其包括一对电极和一个强场漂移层，该强场漂移层包含布置于所述电极之间的纳米晶硅。根据本专利技术，由于使用冷阴极电子发射器，其是平面型电子发射源，所以除了提高处理效率和均匀度外，还能够在接近大气压力的被降低的压力下进行对目标对象的处理和改善。特别是，当使用BSD作为冷阴极电子发射器时，能够在大气压力下进行处理和改善而无需使用真空设备例如真空泵和减压室。因而，具有扩展应用领域、减小装置尺寸以及降低处理和改善成本的诸多优点。在本专利技术中，词语“处理和改善(modify)”的意思包括各种类型的反应，例如硬化、聚合、分解、桥接、氧化、电离、激化和基团反应，改变表面张力、表面能量、可湿性、附着力、吸收系数、折射率或晶体结构，引入缺陷，病毒、霉菌和花粉等等的杀菌、消毒、过滤，生理作用例如萌芽、老化或者防熟、有益细菌的繁殖、脱臭、清洁、净化，以及有害物质的去除。在上述方法中，优选的是，用于处理和改善目标对象的电子的能量从1eV到50keV、优选1eV到100eV的范围中选择。本专利技术的另一目的是提供一种使用电子有效且均匀地处理和改善目标对象的装置。即，该装置包括冷阴极电子发射器，其具有根据隧道效应从平面电子发射部分中发射出电子的能力；电压施加装置，用于对所述发射器施加电压以从所述平面电子发射部分中发射出电子；以及壳体，用于在其中容纳所述发射器。该壳体具有开口，通过该开口提供电子或者被电子所激活的气体。由于上述同样的原因，特别优选的是使用弹道电子表面发射装置(BSD)作为冷阴极电子发射器，其包括一对第一和第二电极，和一个强场漂移层，该强场漂移层包含在第一和第二电极之间所布置的纳米晶硅。此外，优选的是，上述装置还包括加速电极，其与所述平面电子发射部分面对面地放置，用以加速电子。在这种情况下，能够控制辐照到目标对象的电子的能量。在上述装置中，优选的是，第一电极由第一电极带的阵列组成，其被排列成在横向方向上相互间隔；并且第二电极由第二电极带的阵列组成，其被排列成在与所述横向方向交叉的方向上相互间隔，其中当所述电压施加装置在第一电极带中的至少一个和第二电极带中的至少一个之间施加电压时，从与它们之间的交叉区域相对应的平面电子发射部分中选择性地发射出电子。而且，优选的是，该装置具有第一选择器，用于选择第一电极带中的至少一个；以及第二选择器，用于选择第二电极带中的至少一个，其中所述电压施加装置在由第一选择器所选择的第一电极带中的至少一个和第二选择器所选择的第二电极带中的至少一个之间施加电压，来从与它们之间的交叉区域相对应的平面电子发射部分中选择性地发射出电子。在这种情况下，能够依据目标对象的尺寸改变处理和改善区域，从而节省能量并且降低了处理和改善的成本。本专利技术的再一目的是提供一种用于执行上述处理和改善方法的装置。该装置包括冷阴极电子发射器，其具有根据隧道效应从平面电子发射部分中发射出电子的能力；电压施加装置，用于对所述发射器施加电压以从平面电子发射部分中发射出电子；以及支架，用于支撑目标对象以便该目标对象暴露于所发射的电子中。由于上述同样原因，特别优选的是使用BSD作为冷阴极电子发射器。参考附图，通过对于本专利技术具体实施例的描述，本专利技术的这些和其它目的和优点将更为明显。附图说明图1是根据本专利技术第一实施例的使用电子处理和改善目标对象的装置的截面图；图2是该装置的冷阴极电子发射器的立体图；图3是另一冷阴极电子发射器的立体图；图4是该冷阴极电子发射器的强场漂移层的示意图；图5是从该冷阴极电子发射器中所发射出的电子的能量分布曲线图；图6是根据第一实施例改型的装置的截面图；图7A和图7B是冷阴极电子发射器优选配置的立体图； 图8是根据第一实施例另一改型的装置的截面图；图9是根据第一实施例又一改型的装置的截面图；图10是根据本专利技术第二实施例的使用电子处理和改善目标对象的装置的截面图；图11是根据第二实施例的第一改型的装置的截面图；图12是根据第二实施例的第二改型的装置的截面图；图13是根据第二实施例的第三改型的装置的截面图；图14是根据第二实施例的第四改型的装置的截面图；图15是根据本专利技术第三实施例的使用电子处理和改善气体的装置的截面图；图16是根据第三实施例改型的处理和改善液体的装置的截面图；图17是根据第三实施例另一改型的处理和改善固体的装置的截面图；图18A和图18B分别是根据本专利技术第四实施例的使用电子处理和改善目标对象的装置的顶视图和截面图；图19是根据本专利技术第五实施例的使用电子处理和改善目标对象的方法的示意图；以及图20是根据第五实施例改型的处理和改善处理的示意图。具体实施例方式以下根据优选实施例详细说明本专利技术。(第一实施例)如图1和图2所示，根据本实施例的使用电子处理和改善目标对象2的装置包括冷阴极电子发射器1，其具有平面电子发射部分10；电压施加单元30，用于将电压施加到该发射器以从该平面电子发射部分中发射出电子；壳体20，用于将该发射器容纳于其中，其由绝缘材料制成且具有用来将所发射出的电子提供到该壳体外面的开口21；以及支架40，用于支撑目标对象2以便该目标对象暴露于通过该开口所提供的电子中。在图1中，标号50代表附着于开口21的网状电极，用以加速从发射器1中所产生的电子。可选择的是，由电子可以通过的材料制成的窗口部件可以附着于该开口，以替代加速电极。如图2所示，本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种使用电子处理和改善目标对象的方法，包括步骤：提供冷阴极电子发射器，其具有根据隧道效应从平面电子发射部分中发射出电子的能力；对所述发射器施加电压使所述平面电子发射部分发射出电子；以及将该目标对象暴露于电子中。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2003-11-25 394653/2003;JP 2003-11-25 394655/2001.一种使用电子处理和改善目标对象的方法，包括步骤提供冷阴极电子发射器，其具有根据隧道效应从平面电子发射部分中发射出电子的能力；对所述发射器施加电压使所述平面电子发射部分发射出电子；以及将该目标对象暴露于电子中。2.如权利要求1所述的方法，其中所述发射器包括一对电极，以及一个包含布置于所述电极之间的纳米晶硅的强场漂移层；其中通过在所述电极之间施加电压使所述平面电子发射部分发射出电子。3.如权利要求1所述的方法，其中在与大气压力基本相等的压力下将该目标对象暴露于电子中。4.如权利要求1所述的方法，其中包括步骤将从所述发射器中所发射出的电子加速，以将被加速的电子辐照到目标对象上。5.如权利要求1所述的方法，其中电子的能量在1eV到50keV的范围内。6.如权利要求5所述的方法，其中电子的能量在1eV到100eV的范围内。7.如权利要求1所述的方法，其中该目标对象是干燥气体。8.如权利要求7所述的方法，其中所述干燥气体包括氧气和氮气中的至少一种。9.如权利要求1所述的方法，其中在所述发射器和所述目标对象之间的空间内充入电子亲和力比氧气小的气体。10.如权利要求1所述的方法，其中将所述目标对象放置为与所述发射器的所述平面电子发射部分直接接触。11.一种使用电子处理和改善目标对象的装置，包括冷阴极电子发射器，其具有根据隧道效应从平面电子发射部分中发射出电子的能力；电压施加装置，用于对所述发射器施加电压以使所述平面电子发射部分发射出电子；以及壳体，用于在其中容纳所述发射器，所述壳体具有开口，通过该开口提供电子或者被电子所激活的气体。12.如权利要求11所述的装置，其中所述冷阴极电子发射器包括一对第一和第二电极，以及一个包含布置于第一和第二电极之间的纳米晶硅的强场漂移层；其中所述电压施加装置在第一和第二电极之间施加电压使所述平面电子发射部分发射出电子。13.如权利要求11所述的装置，其中还包括支架，用于在所述壳体的外...
【专利技术属性】
技术研发人员：相泽浩一，栎原勉，菰田卓哉，池田顺治，马场彻，
申请(专利权)人：松下电工株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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